Expériences aériennes. Comment la chaleur se déplace-t-elle dans les liquides ? Convection avec apport de chaleur

AIR .

OÙ PLUS CHAUD.

Cible. Révéler que l'air chaud est plus léger que l'air froid et monte.

matériel de jeu. Deux thermomètres, bouilloire avec eau chaude.

Progression du jeu. Les enfants découvrent si la pièce est fraîche, puis où il fait plus chaud - sur le sol ou sur le canapé, c'est-à-dire plus haut ou plus bas, et comparent leurs hypothèses avec les lectures des thermomètres. Les enfants effectuent des actions : tenez leur main au-dessus ou au-dessous de la batterie ; sans toucher la bouilloire, tenez votre main au-dessus de l'eau. Ils découvrent à l'aide d'actions où l'air est plus chaud: d'en haut ou d'en bas (tout ce qui est plus léger monte, ce qui signifie que l'air chaud est plus léger que le froid et plus chaud d'en haut).

VENT DANS LA CHAMBRE ("LIVE SNAKE")

Cible. Révélez comment le vent se forme, que le vent est un courant d'air, que l'air chaud monte et que l'air froid descend.

matériel de jeu. Deux bougies "serpent" (cercle découpé en spirale et suspendu à un fil).

Progression du jeu. Un adulte allume une bougie et souffle dessus. Les enfants découvrent pourquoi la flamme est déviée (le flux d'air est affecté). Un adulte propose de considérer le "serpent" de sa conception en spirale et montre aux enfants la rotation du "serpent" au-dessus de la bougie (l'air au-dessus de la bougie est plus chaud, le "serpent" tourne au-dessus, mais ne descend pas, car l'air chaud le soulève). Les enfants découvrent que l'air fait tourner le «serpent» et, à l'aide d'appareils de chauffage, ils réalisent l'expérience par eux-mêmes

Un adulte invite les enfants à déterminer la direction du mouvement du vent au-dessus et au-dessous de la porte. Les enfants expliquent pourquoi la direction du vent est différente (l'air chaud dans l'appartement monte et sort par la fente en haut, et l'air froid est plus lourd, et il entre dans la pièce par le bas ; après un certain temps air froid se réchauffe dans la pièce, monte et sort par la fissure du haut, et l'air froid viendra à sa place encore et encore). C'est ainsi que le vent se produit dans la nature. Dessinez les résultats de l'expérience.

SOUS-MARIN.

Cible. Trouvez que l'air est plus léger que l'eau; révèlent comment l'air déplace l'eau, comment l'air quitte l'eau.

matériel de jeu. tube incurvé pour un cocktail verres en plastique, un récipient d'eau.

Progression du jeu. Les enfants découvrent ce qui arrivera au verre s'il est abaissé dans l'eau, s'il peut remonter du fond lui-même. Ils effectuent des actions: ils plongent un verre dans l'eau, le retournent, placent un tube incurvé en dessous, soufflent de l'air en dessous. A la fin de l'expérience, des conclusions sont tirées: le verre se remplit progressivement d'eau, des bulles d'air en sortent; l'air est plus léger que l'eau - entrant dans le verre par un tube, il déplace l'eau sous le verre et monte, poussant le verre hors de l'eau.

AIR ÉTONNANT (1)

Cible. Découvrez que l'air, lorsqu'il est comprimé, occupe moins d'espace; l'air comprimé a le pouvoir de déplacer des objets.

matériel de jeu. Des seringues, un récipient d'eau (teinté).

Progression du jeu. Les enfants examinent la seringue, il

dispositif (cylindre, piston) et démontrer les actions avec celui-ci : appuyez sur le piston vers le haut, vers le bas sans eau ; ils essaient de presser le piston lorsque le trou est fermé avec un doigt; aspirer de l'eau dans le piston lorsqu'il est en haut et en bas. Un adulte invite les enfants à expliquer les résultats de l'expérience, à parler de leurs sentiments lors de l'exécution d'actions. A la fin de l'expérience, les enfants découvrent que l'air comprimé prend moins de place ; l'air comprimé a le pouvoir de déplacer des objets.

AIR ÉTONNANT (2)

Cible. Découvrez que l'air comprimé prend moins de place. L'air comprimé a le pouvoir de déplacer des objets.

matériel de jeu. Des pipettes, un récipient d'eau (teinté).

Progression du jeu. Les enfants examinent le dispositif de pipette (capuchon en caoutchouc, cylindre en verre) Ils mènent l'expérience de la même manière que la précédente (pressez et desserrez le capuchon).

SÉCHER HORS DE L'EAU

(Option 1 - Serviette dans un verre)

Cible.

matériel de jeu. Un récipient avec de l'eau, un verre avec une serviette attachée au fond.

Progression du jeu. L'adulte invite les enfants à expliquer ce que signifie "sortir de l'eau à sec", si cela est possible, et à savoir s'il est possible de baisser le verre dans l'eau et de ne pas mouiller la serviette qui se trouve au fond. Les enfants s'assurent que la serviette au fond du verre est sèche. Ensuite, ils retournent le verre, l'immergent soigneusement dans l'eau, sans incliner le verre jusqu'au fond du récipient, le sortent réellement de l'eau, laissent l'eau s'écouler sans retourner le verre. L'adulte propose de déterminer si la serviette a été mouillée (pas mouillée), d'expliquer ce qui a empêché l'eau de se mouiller (air dans le verre) et ce qui arrivera à la serviette si le verre est incliné (des bulles d'air sortiront et de l'eau prendra sa place, la serviette sera mouillée). Les enfants répètent l'expérience par eux-mêmes.

SÉCHER HORS DE L'EAU.

(Option 2 - Drapeau sur la barre)

Cible. Déterminez quel air occupe de l'espace.

matériel de jeu. Un récipient avec de l'eau, des blocs de bois avec des drapeaux, des canettes (un bloc avec un drapeau doit y entrer librement).

Progression du jeu. Un adulte invite les enfants à descendre la barre dans l'eau, à regarder comment elle nage. Ils découvrent pourquoi il ne coule pas (un arbre est plus léger que l'eau), comment il peut être noyé (descendu au fond), non mouillé (descendu dans l'eau, recouvert d'une jarre). Les enfants font les choses par eux-mêmes. Expliquez pourquoi la barre n'est pas mouillée (parce qu'il y a de l'air dans le bocal).

QU'EST-CE QUI EST PLUS RAPIDE ?

Cible.

matériel de jeu. Deux feuilles de papier à lettres.

Progression du jeu. Un adulte suggère de penser, si vous relâchez simultanément deux feuilles de vos mains: l'une horizontalement, l'autre verticalement (montre comment la tenir entre vos mains), alors laquelle tombera le plus rapidement. Écoute les réponses, propose de vérifier. Démontre de l'expérience. Pourquoi la première feuille tombe-t-elle lentement, qu'est-ce qui la retarde (l'air la presse par le bas). Pourquoi la deuxième feuille tombe-t-elle plus vite (elle tombe sur les bords, et donc il y a moins d'air en dessous) Les enfants concluent : il y a de l'air autour de nous, et il appuie sur tous les objets (c'est la pression atmosphérique).

FOCUS "POURQUOI ÇA N'ARRIVE PAS ?"

Cible. Détecter la pression atmosphérique.

matériel de jeu. Verres d'eau, cartes postales.

Progression du jeu. L'adulte invite les enfants à retourner le verre sans en renverser d'eau. Les enfants font des hypothèses, essayez. Ensuite, l'adulte remplit le verre d'eau à ras bord, le recouvre d'une carte postale et, en le tenant légèrement avec ses doigts, retourne le verre. Il retire sa main - la carte ne tombe pas, l'eau ne coule pas (à moins que le papier ne soit parfaitement horizontal et pressé contre les bords). Pourquoi l'eau ne coule-t-elle pas d'un verre alors qu'il y a une feuille de papier en dessous (l'air appuie sur une feuille de papier, il presse la feuille sur les bords du verre et empêche l'eau de s'écouler, c'est-à-dire que la raison en est pression de l'air).

THERMOMÈTRE MAISON

Cible. Démontrer comment l'air se dilate lorsqu'il est chauffé et pousse l'eau hors d'un récipient.

matériel de jeu. Tube ou tige en verre (transparent) d'un stylo à bille, un flacon de 50-100 ml, un peu d'eau teintée.

Progression du jeu. Les enfants considèrent le "thermomètre": comment il fonctionne, son appareil (bouteille, tube et bouchon); avec l'aide d'un adulte, un modèle de thermomètre est réalisé. Faites un trou dans le bouchon avec un poinçon, insérez-le dans la bouteille. Ensuite, ils prennent une goutte d'eau teintée dans le tube et collent le tube afin que la goutte d'eau ne saute pas. La bouteille chauffe dans les mains, une goutte d'eau monte.

PIVOT

Cible. Révéler que l'air a de l'élasticité. Comprendre comment la puissance aérienne (mouvement) peut être utilisée

matériel de jeu. Moulinet, matériel à fabriquer pour chaque enfant : papier, ciseaux, bâtons, œillets.

Progression du jeu. Un adulte montre aux enfants une plaque tournante en action. Puis il discute avec eux de la raison pour laquelle il tourne (le vent frappe les pales qui lui sont inclinées, ce qui fait bouger le plateau tournant). Un adulte invite les enfants à fabriquer une plaque tournante selon l'algorithme, à examiner et à discuter des caractéristiques de sa conception. Puis il organise des jeux avec une platine dans la rue ; les enfants observent dans quelles conditions il tourne plus vite.

BALLE RÉACTIVE.

Cible.

matériel de jeu. Des ballons.

Progression du jeu. Les enfants avec l'aide d'un adulte gonflent un ballon, l'abaissent et font attention à la trajectoire et à la durée de son vol. Ils découvrent que pour que le ballon vole plus longtemps, il faut le gonfler davantage : l'air, s'échappant du "cou", fait bouger le ballon en sens inverse. Un adulte explique aux enfants que le même principe est utilisé dans les moteurs à réaction.

PAILLE DORÉE.

Cible. Révéler que l'air a de l'élasticité. Comprendre comment la puissance aérienne (mouvement) peut être utilisée.

matériel de jeu. Pommes de terre crues, deux pailles pour un cocktail (pour chaque enfant).

Progression du jeu. Les enfants prennent la paille par la partie supérieure sans refermer le trou supérieur avec leur doigt ; puis, d'une hauteur de 10 cm, ils l'enfoncent dans une pomme de terre d'un mouvement sec ; ils observent ce qui est arrivé à la paille (elle s'est pliée, n'a pas collé), ils prennent la deuxième paille par le haut, cette fois en fermant le trou supérieur avec un doigt ; ils collent aussi fortement dans la pomme de terre et observent ce qui est arrivé à la paille (elle a collé). Les enfants découvrent qu'à l'intérieur de la deuxième paille, il y a de l'air qui appuie sur les murs et ne lui permet pas de se plier. Les enfants concluent : dans le premier cas, l'air s'est échappé librement de la paille et celle-ci s'est courbée ; dans le second cas, l'air ne pouvait s'échapper de la paille, puisque le trou était fermé. De plus, lorsque les pommes de terre frappaient la paille, la pression augmentait encore plus, renforçant les parois de la paille.

PARACHUTE.

Cible. Révéler que l'air a de l'élasticité. Comprendre comment la puissance aérienne (mouvement) peut être utilisée.

matériel de jeu. Parachute, jouets, un récipient de sable.

BOUGIE DANS UN POT.

Cible. Révéler que la composition de l'air change pendant la combustion (il y a moins d'oxygène), que l'oxygène est nécessaire à la combustion. Apprenez à éteindre un feu.

matériel de jeu. Bougie, pot, flacon à fond découpé.

COMMENT SOUFFLER UNE BOUGIE D'UN ENTONNOIR.

Cible. Révéler les caractéristiques du vortex d'air.

matériel de jeu. Bougie, entonnoir.

BOÎTE D'ALLUMETTES FORTE.

Cible. Déterminer l'élasticité de l'air.

matériel de jeu. Boîtes d'allumettes.

GRAND PETIT.

Cible. Révélez que l'air se contracte lorsqu'il est refroidi et se dilate lorsqu'il est chauffé (prend plus de place).

matériel de jeu. bouteilles en plastique avec bouchons, Ballon euh, pièce de monnaie.

FOCUS "SÉCHER HORS DE L'EAU"

Cible. Démontrer l'existence pression atmosphérique, le fait que l'air pendant le refroidissement occupe un volume plus petit (se comprime).

matériel de jeu. Une assiette avec de l'eau recouvrant le fond, une pièce de monnaie, un verre.

POURQUOI DES QUESTIONS.

Cible. Analyser et tirer des conclusions basées sur la connaissance des propriétés de l'air : l'air chaud monte, c'est-à-dire qu'il est plus léger que l'air froid ; l'air est un mauvais conducteur de chaleur.

matériel de jeu. Papier de soie, support avec une aiguille.

Progression du jeu. Un adulte suggère de fabriquer des moulinets à partir de papier de soie fin: découpez un rectangle, pliez-le le long des lignes médianes et redressez-le à nouveau (le centre de gravité est trouvé), placez le papier sur le bout de l'aiguille en saillie de sorte que l'aiguille le soutienne exactement à ce point. Rapprochez soigneusement la main - la rotation du morceau de papier commence, éloignez-la - la rotation s'arrête. Ils concluent : l'air monte de bas en haut, appuyant sur le morceau de papier et le faisant tourner, puisque le morceau de papier a une pente au niveau des plis.

Chauffer n'importe quel milieu, tel que l'eau ou l'air, le fait se dilater et devenir plus léger. Inversement, le refroidissement le fait rétrécir et devenir plus lourd. La combinaison de ces influences physiques multidirectionnelles forme un phénomène appelé convection, qui est l'un des processus de transfert de chaleur dans de grands volumes de liquides et de gaz.

Lorsqu'un récipient d'eau est placé sur un brûleur en marche, l'eau au-dessus de la flamme absorbe l'énergie. Cette énergie éloigne les molécules d'eau les unes des autres, ce qui la rend moins dense. L'eau chauffée monte; sur la figure, la peinture grise sur le fond de la cuve rend visible ce mouvement. Dans le même temps, l'eau plus froide et plus dense descend pour prendre la place de l'eau chaude qui monte. Lorsque l'eau chaude monte, elle cède une partie de son énergie à l'eau environnante et se refroidit un peu. Pendant ce temps, l'eau plus chaude continue de monter, écartant les couches d'eau plus froide. La convection ne s'arrêtera que lorsque la flamme s'éteindra et que toute l'eau sera à la même température.

Convection avec apport de chaleur

Le chauffage du fond du tube augmente la température des couches inférieures de l'eau. En conséquence, l'eau chaude monte et l'eau plus lourde eau froide descend et chauffe. Au fil du temps, toute l'eau devient chaude. Le chauffage de la partie supérieure du tube à essai entraîne une augmentation de la température des seules couches supérieures de l'eau, car l'eau chaude la plus légère reste au-dessus de l'eau froide.

Mouvement convectif de l'eau

Montant du fond d'un récipient en feu, l'eau chauffée perd progressivement de la chaleur. Une fois en surface, cette eau diverge sur les côtés sous l'action d'une colonne montante d'eau plus chaude. Au fur et à mesure que l'eau se refroidit, elle devient plus dense et coule.

Convection en milieu gazeux

Des volutes de fumée permettent de retracer la formation de courants convectifs dans l'air du local (figures ci-dessus). Le processus commence par l'air chaud qui monte (figure de gauche). Ayant atteint le plafond (figure du milieu), cet air diverge sur les côtés sous l'action de jets d'air plus chauds qui montent, après quoi, ayant perdu de la chaleur, il retombe sur le sol et, sous l'action de jets d'air refroidis descendant d'en haut ( figure de droite), se déplace à nouveau vers la source de chaleur, chauffe et monte.

Chauffer et rafraîchir l'air de la pièce

Un climatiseur refroidit une pièce plus efficacement lorsqu'il est placé près du plafond (image du haut sous le texte), car l'air refroidi (en bleu sur l'image) descend puis se propage dans la pièce par convection. À l'inverse, l'aérotherme fonctionne mieux lorsqu'il est placé près du sol (photo du bas). Air chaud(orange sur la photo) se lève puis circule dans la pièce.

Olga Rogacheva
Expériences avec l'air

Expérience #1

Cible vivre air nous avons besoin d'air respirer. Nous inspirons et expirons air.

mouvement: Prendre un verre d'eau, insérer une paille et expirer air. Des bulles apparaissent dans le verre.

Expérience n°2

Cible vivre: Amener les enfants à la compréhension et au sens air

mouvement: Faire un petit parachute. Montrez que lorsque le parachute tombe, air un dôme éclate dessous, soutenant ! il, de sorte que la diminution se produit en douceur.

Expérience n°3

Cible vivre: Amener les enfants à comprendre les caractéristiques air. L'air est invisible, n'a pas de forme définie, se répand dans toutes les directions, n'a pas d'odeur propre.

mouvement: Prenez des serviettes parfumées, des écorces d'orange, etc. et invitez les enfants à sentir successivement les odeurs de la pièce.

Expérience n°4

Cible vivre: Amener les enfants à comprendre le poids air. L'air a un poids. mouvement:Mettre la balance gonflée et non gonflée des ballons: un bol avec un ballon gonflé l'emportera

Expérience n°5

mouvement: Mettre une bouteille en plastique ouverte au réfrigérateur. Lorsqu'il est suffisamment refroidi, placez un ballon non gonflé sur son cou. Ensuite, mettez la bouteille dans un bol d'eau chaude. Regardez le ballon se gonfler tout seul. Cela arrive parce que air se dilate lorsqu'il est chauffé. Maintenant, remettez la bouteille au réfrigérateur. La balle descendra alors comme air rétrécit une fois refroidi.

Expérience n°6

Cible vivre: Aide à identifier la propriété air(résilience, comprendre comment la force peut être utilisée air(Circulation).

mouvement: Le professeur invite les enfants à passer expérience en montgolfière: voyez comment il volera si vous dénouez le fil qui le retient air. Les enfants avec l'aide d'un enseignant gonflent Ballon, relâchez-le et faites attention à la trajectoire et à la durée de son vol. Ils découvrent que pour que le ballon vole plus longtemps, il faut le gonfler davantage.

Expérience n°7

Cible: Apprendre à refléter les idées existantes dans les activités transformatrices. Comment pouvez-vous jouer avec le vent.

mouvement: Prenez une feuille de papier carrée et coupez-la le long de lignes pré-dessinées. Les coins sont pliés au centre, où ils sont fixés au bâton avec une épingle, après avoir placé une petite perle entre le plateau tournant et le bâton. Pour que le spinner remplisse sa fonction par temps calme, il est nécessaire de courir avec un bâton à la main. Le spinner ne tourne que lorsqu'il y a du vent.

Expérience n°8

Cible: Aide à faire ressortir ce qui est chaud air plus léger que le froid et monte.

mouvement: Le professeur invite les enfants à comparer la température air dans la pièce et à proximité d'objets chauds. Déterminez où plus chaud: sur le sol ou sur le canapé ? Le professeur garde le thermomètre sur le sol puis sur le canapé. Les enfants sont convaincus que plus c'est haut, plus c'est chaud. Ensuite, le professeur propose de s'approcher de la batterie. Étirez votre main au-dessus de la batterie, en dessous de la batterie. Où est plus chaud (Plus chaud au-dessus de la batterie.)

Ensuite, le professeur propose d'aller à la bouilloire avec de l'eau chaude. Levez la main et tenez-la au-dessus de l'eau. Les enfants sont convaincus que la vapeur d'eau est chaude. Chaleureuse l'air est plus léger que le froid. Chaleureuse l'air monte donc le haut est plus chaud.